[實用新型]微網(wǎng)智能開關(guān)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220722829.9
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN202997589U
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田軍;唐健;舒軍;肖文靜;劉征宇;劉靜波;于海坤;邊曉光;王多平;吳小田
• 申請（專利權(quán)）人: 中國東方電氣集團有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 成都天嘉專利事務(wù)所(普通合伙) 51211
• 代理人: 方強

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于分布式發(fā)電微網(wǎng)系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域，涉及用于微網(wǎng)系統(tǒng)與大電網(wǎng)連接的微網(wǎng)智能開關(guān)。

背景技術(shù)

隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，電力需求迅速增長，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴大，分布式發(fā)電(Distributed?Generation，縮寫DG)可以提供傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)無可比擬的可靠性和經(jīng)濟性，具有污染少、可靠性高、能源利用效率高等優(yōu)點。同時，分布式電源位置靈活、分散的特點極好地適應(yīng)了分散電力需求和資源分布，延緩了輸、配電網(wǎng)升級換代所需的巨額投資，它與大電網(wǎng)互為備用也使供電可靠性得以改善。盡管分布式電源優(yōu)點突出，但本身存在諸多問題，如分布式電源單機接入成本高、控制困難、對大電網(wǎng)的沖擊，當電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，分布式電源必須馬上退出運行等，這就大大限制了分布式電源的充分發(fā)揮，也間接限制了對新能源的利用。為了降低DG帶來的不利影響，同時發(fā)揮DG積極的輔助作用，一個較好的解決方法就是把DG和負荷一起作為配電子系統(tǒng)——微網(wǎng)(Microgrid)。

微網(wǎng)是指由分布式電源、儲能裝置、能量變換裝置、相關(guān)負荷和監(jiān)控、保護裝置匯集而成的小型發(fā)配電系統(tǒng)，是一個能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護和管理的自治系統(tǒng)。微網(wǎng)是分布式發(fā)電的重要形式之一，微網(wǎng)既可以通過配電網(wǎng)與大型電力網(wǎng)并聯(lián)運行，形成一個大型電網(wǎng)與小型電網(wǎng)的聯(lián)合運行系統(tǒng)（并網(wǎng)運行模式），也可以獨立地為當?shù)刎摵商峁╇娏π枨螅ü聧u運行模式）。在微網(wǎng)系統(tǒng)中，PCC(point?of?common?coupling)是指微網(wǎng)系統(tǒng)與大電網(wǎng)的連結(jié)點，微網(wǎng)智能開關(guān)就是在PCC點能夠自主的進行開關(guān)動作，從而實現(xiàn)微網(wǎng)系統(tǒng)并網(wǎng)/孤島模式運行的智能裝置。

現(xiàn)有的微網(wǎng)系統(tǒng)在兩種模式相互切換時，并網(wǎng)開關(guān)動作存在以下缺點：

（1）當微網(wǎng)系統(tǒng)從孤島模式切換至并網(wǎng)模式時，并網(wǎng)開關(guān)的沖擊電流大，容易損壞并網(wǎng)開關(guān)；

（2）當微網(wǎng)系統(tǒng)從孤島模式切換至并網(wǎng)模式時，與大電網(wǎng)的協(xié)調(diào)性較差，容易造成保護裝置的誤動作；

（3）當微網(wǎng)系統(tǒng)從并網(wǎng)模式切換至孤島模式時，微網(wǎng)系統(tǒng)中電源電壓有較大突變，影響負荷供電；

（4）當微網(wǎng)系統(tǒng)從并網(wǎng)模式切換至孤島模式時，與微網(wǎng)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性較差，容易造成保護裝置的誤動作。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是結(jié)合我國微網(wǎng)系統(tǒng)的現(xiàn)狀，為了使微網(wǎng)系統(tǒng)在并網(wǎng)/孤島模式之間平滑切換，提出一種適用于不同類型的微網(wǎng)系統(tǒng)的微網(wǎng)智能開關(guān)，通過此智能開關(guān)可以使微網(wǎng)系統(tǒng)在并網(wǎng)和孤島模式之間平滑切換，當孤島模式向并網(wǎng)模式切換時，智能開關(guān)檢測大電網(wǎng)與微網(wǎng)電壓相位、幅值，微網(wǎng)電壓與大電網(wǎng)電壓差值進入并網(wǎng)容許范圍內(nèi)，則判斷微網(wǎng)滿足并網(wǎng)條件，立即閉合開關(guān)；當并網(wǎng)模式向孤島模式切換時，為了不影響微網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)負荷的正常運行，智能開關(guān)鎖存切換過程前4-5個周波（0.08-0.1s）的大電網(wǎng)電壓相位、幅值，作為微網(wǎng)孤島模式下運行的初始電壓，這使得微網(wǎng)電壓與并網(wǎng)時的電壓連貫輸出，不會出現(xiàn)電壓突變。

為此，本實用新型采取如下技術(shù)方案：

微網(wǎng)智能開關(guān)，其特征在于：包括大電網(wǎng)側(cè)電壓檢測裝置、微網(wǎng)側(cè)電壓檢測裝置、三相雙向晶閘管、控制器，其中：

大電網(wǎng)側(cè)電壓檢測裝置與大電網(wǎng)的交流母線連接，大電網(wǎng)側(cè)電壓檢測裝置用于檢測大電網(wǎng)的三相電壓幅值、相位，并把檢測得到的檢測信號傳入控制器；

微網(wǎng)側(cè)電壓檢測裝置與微網(wǎng)的交流母線連接，微網(wǎng)側(cè)電壓檢測裝置用于檢測微網(wǎng)的三相電壓幅值、相位，并把檢測得到的檢測信號傳入控制器；

三相雙向晶閘管連接于大電網(wǎng)側(cè)電壓檢測裝置和微網(wǎng)側(cè)電壓檢測裝置之間，作為微網(wǎng)與大電網(wǎng)的交流母線PCC點開關(guān)，三相雙向晶閘管選擇滿足大電網(wǎng)與微網(wǎng)電壓、電流等級的常規(guī)三相雙向晶閘管；

控制器與大電網(wǎng)側(cè)電壓檢測裝置、微網(wǎng)側(cè)電壓檢測裝置和三相雙向晶閘管分別連接，大電網(wǎng)側(cè)電壓檢測裝置、微網(wǎng)側(cè)電壓檢測裝置分別單向通信連接至控制器，三相雙向晶閘管與控制器之間雙向通信連接；控制器用于接收大電網(wǎng)側(cè)電壓檢測裝置、微網(wǎng)側(cè)電壓檢測裝置傳入的檢測信號，并判斷是否滿足并網(wǎng)條件；如果符合并網(wǎng)條件，則控制三相雙向晶閘管處于閉合狀態(tài)實現(xiàn)并網(wǎng)以及鎖存切換前大電網(wǎng)電壓；如果不符合并網(wǎng)條件，則控制三相雙向晶閘管處于斷開狀態(tài)。